以机械创新设计大赛提升学生综合素质

以机械创新设计大赛提升学生综合素质〔〕:

摘要：针对目前高校教学资源和理论条件的缺乏，提出以机械创新设计大赛为作为培养机械工程学科大学生创新思维和理论才能的一个重要途径。详细阐述了参赛前期的知识与技能储藏，大赛的发动与组织，方案设计与样机制作的指导以及参赛资料准备等各环节的施行方法及本卷须知。这些经历总结可以为参加机械创新设计大赛的学生和指导老师提供参考。

关键词：机械创新设计大赛；创新思维；理论才能

本文引用格式：张卫青，等.以机械创新设计大赛提升学生综合素质[J].教育现代化,2022,7(47):101-103,111.

ImproveStudents"prehensiveQualitywithMechanicalInnovationDesignpetition

ZHANGWei-qing,CHENShi-ping,LINCheng

(ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing)

Abstract:ThemechanicalinnovationdesignpetitionisproposedasanimportantwaytocultivatetheinnovativethinkingandpracticalabilityofmechanicalengineeringstudentsconsideringtheshortageofteachingresourcesandpracticeconditionsinCollegesanduniversities.Theimplementationmethodsandprecautionsofeachlinkaredescribedindetail,includingtheknowledgeandskillsreserveintheearlystageofthepetition,themobilizationandorganizationofthepetition,theguidanceofschemedesignandprototypeproduction,andthepreparationofpetitionmaterials,etc.Theseexperiencescanprovidereferenceforstudentsandinstructorswhoparticipateinthemechanicalinnovationdesignpetition.

Keywords:Mechanicalinnovationdesignpetition;Innovativethinking;Practiceability

一引言

随着我国经济构造转型晋级以及供应侧构造性改革不断深化，我国经济由高速增长阶段转向高质量开展阶段迈进。当前正处在转变开展方式、优化经济构造、转换增长动力的攻坚期，社会对创新型、应用型高技能人才的需求日益旺盛。与之对应的我国高校招生规模迅猛扩大，已经建成世界上最大规模的高等教育体系，为现代化建立输出了大量的人才。但是一方面高校的师资规模以及硬件投入却无法与之匹配，使得高等院校的人才培养存在一系列问题。讲授为主的教学形式使得学生只会被动承受知识，独立考虑和创新才能缺乏。考试为主的考核形式使得学生只会"纸上谈兵";，实际动手才能缺乏。因此高校培养的毕业生与经济的高质量开展存在脱节的现象，出现了毕业生就业难和就业质量低，而消费效劳一线对创新型、应用型、复合型人才长期处于急需状态的两难境地。尤其对于机械工程这种直接面向工业应用、理论性很强的学科，大学学习阶段理论锻炼时机的缺乏使其在毕业时很难具备良好的解决复杂工程实际问题的才能[1,2]。

创新理论才能是社会开展和转型晋级的驱动力，也是大学生创业和就业的基石[3,4]。如何抓住一切时机把创新创业融入到人才培养当中，培养具有创新才能和理论才能的高素质人才为区域经济效劳，是摆在所有高等院校的重要问题【5】。在目前有限的教学资源条件下，各类公益性的学科竞赛为学生提供了难得工程理论时机[6-8]。在机械工程领域众多学科竞赛中，全国大学活力械创新设计大赛鼓励学生针对实际需求，充分应用所学通过创新思维进展机械设计和工艺制作等理论工作。该大赛是面向大学生的群众性科技活动，所有大学生均可组队参与，能使学生的综合设计才能、动手才能以及协作精神等获得全面提升，同时在促进学科建立和课程改革也有重要的推动作用[9,10]。为了让更多的学生通过这项活动综合素质得到较理想的提升，需要在前期的知识与技能储藏，大赛的发动与组织，方案设计与样机制作的指导以及参赛资料准备等各环节统筹安排合理施行。

二大赛所需的知识与技能储藏

机械创新设计大赛的特色是实物参赛、机电结合、系统训练、创新应用。参赛过程中学生需要完成一名机械工程师在产品开发各环节所需完成的市场调研、方案设计、详细设计、样机制作、样机测试等任务[11]。这些任务均需要相应的专业知识与技能作为支撑，在赛前学生的专业根底课程学习中应进展针对性的训练。大一入校，可以通过机械工程导论课程给学生介绍专业概况，使学生对机械工程专业的课程体系，专业技能、将来从事的职业以及开展等有总体的认识。同时可以在该课程中步骤一个简单的创作开发任务，让学生体验一下产品开发涉及的市场调研、总体方案设计、详细设计、样机测试等全流程，使其认识到专业知识的重要性，激发学生学习专业知识的热情。在机械制图课程中让学生掌握根底的机械零件和部件的工程视图表达的同时还需催促学生掌握AutoCAD，Solidworks,UG等2D及3D制图软件。机械原理及其课程设计应让学生掌握典型机构的设计，并学习如何借助三维CAD软件对其运动学特性进展仿真分析。在控制技术方面，借助程序设计与理论课程、电工电子技术课程及其实验、机械电气控制及自动化课程、机电液系统综合设计理论等，应使学生掌握简单控制电路的设计以及典型控制元件如单片机、PLC等的使用。在制造技术方面，主要通过机械制造根底训练以实作方式让学生理解车削、铣削、线切割典型机械零件制造工艺，重点让学生掌握3D打印这类样机快速制造技术。考虑学生解决实际产品开发才能的需要，在以上专业根底课程的教学过程中，在传授相关理论的同时有必要让学生通过自学和课内理论的方式掌握相关软件或者工具的使用。通过理论课程及理论课程的积累，使学生可以建立起较为系统的设计、控制、分析以及制造方面的专业知识体系及技能。

三大赛的发动与组织

为了让更多的学生通过参加机械创新设计大赛提升其自身综合素质，赛前需要在学生中进展广泛的发动，赛中要进展合理的筹划和组织以充分调动学生参赛的积极性。参赛发动应从学生入学时候开始。大一新生初来乍到，在陌生的环境中一方面对大学校园的各种活动充满好奇；一方面对学业开展和人生目的的规划比拟迷茫。在这一空挡期，可以在迎新活动中组织开展历届机械创新设计大赛的成果展示，通过各种新奇的作品激发学生对本专业的信心以及对专业学习的兴趣。同时让获奖的高年级学生给新生分享参赛的心得体会，使新生看到将来自己的影子从而明确大学学习的目的和方向。另外通过机械工程学科导论课给学生分析历年的大赛主题以及获奖作品的特点，使广阔学生对大赛有更为深化的认识。同时让学生理解一般机电产品开发的流程，并布置简单的开发任务让学生自主组队体验开发过程，体会掌握相关专业知识和技能的重要性，也为正式参赛提早进展团队磨合。除了兴趣激发外，也可以通过在专业培养方案中设置创新创业理论环节，引导学生通过参加学科竞赛获得相应学分。在大赛的校级预选阶段注重过程监控，组织专家进展方案评审和定期进度检查，以工程进度和作品程度综合作为评奖的指标，以催促各参赛小组按时完成各阶段的任务。校级预选赛的获奖比例可适量扩大，以保护学生参赛锻炼的积极性。预选赛可以分成两个层次，第一层次是设计方案的预选，无需硬件投入和经费支持，因此该阶段可以让尽量多的学生组队参加。这一阶段主要考核各队所提出方案的创新性以及所设计方案的细致程度，以挑选出有实力团队。第一阶段入选的团队可参加校级的第二阶段样机的预选赛，该学校支持一定经费让学生完成样机的制作及测试，根据样机的效果以及团队汇报展示结果确定参加省级预选赛的名单。这样可以在控制经费投入不过多增长的情况下使尽可能多的学生通过大赛得到锻炼。同时层层的选拔也更能激起学生的荣誉感，使其投入更多时间学习、研究，通过解决实际设计制作中的问题，综合理论才能得到充分锻炼。

四大赛的指导

鉴于学生理论知识及理论经历的缺乏，为了获得良好的设计效果，有必要组织有丰富理论经历的老师对各参赛小组在方案设计到样机制作的全程进展指导。学校在倡导老师以崇高的职业责任感积极参与学生大赛指导的同时，也应以绩效手段肯定指导老师付出的辛勤劳动，保护老师指导大赛的积极性。为了充分发挥学生的主观能动性，整个大赛中学生应该发挥主体作用，指导老师应是参谋和协调人的角色。在选题阶段，指导老师应引导学生发现各主题在设计上要解决的关键点和难点，以此找出创新设计的切入点。在确定设计主题和切入点后，指导学生进展充分的文献检索学习现有产品的设计思路找出其优缺点。在综合分析各种设计后让学生自由组织头脑风暴讨论形成一系列创意。指导老师结合其经历，考虑方案的创意及实现难度，协助剔除那些明显行不通的创意，选出两三个方案然后再进展完善并讨论选出一个好的方案。详细设计阶段，学生根据总体设计方案利用所学知识进展构造设计、三维建模与分析，如图3所示，指导老师那么应以自己的专业目光，考虑制造的工艺性提出设计存在的问题并进展改良。详细设计完成进入样机的制作，该阶段指导老师可以先让学生通过3D打印完成初步样机关键机构的制作，并测试其可行性，如图4所示。再根据学校实验室的设备和工具条件指导学生确定各零件最终制作工艺，同时完成标准零件的购置和外协零件的加工。样机装配完成，再根据其的运行效果对设计、零件的制作与装配方案等进展优化。在这一阶段将对学生的工程图纸的表达，加工工艺规程的设计才能、外协沟通才能以及动手才能等全面锻炼。

五参赛资料准备

为了获得更好的参赛效果，赛前应指导学生细致准备参赛资料。首先检查设计图纸的正确性，再对图纸的标准化和美观化提出改良意见。指导学生搜集和整理整个设计过程中的各类信息，如市场调研结果，方案比照分析结果、详细设计计算分析数据，样机制作过程图片以及测试结果等，总结提炼形成标准的设计报告，以此锻炼学生的资料整理才能、写作才能以及严谨的工作作风。指导学生抓住重点简明扼要完成作品介绍讲稿以及汇报ppt，同时应要求学生借助现代工具，制作三维动画、视频等多媒体向专家生动展示作品的设计思路和创新性。学生通过工程汇报以及质询辩论的反复训练，表达才能沟通才能将有效提升。学生沟通表达才能的训练不应该单单表达参赛阶段，指导老师应在设计、制作方案、进度检查以及校级预选赛等各阶段引导学生通过研讨、辩论、汇报等方式逐渐积累、锻炼。

六总结

在目前高校理论条件相对缺乏的情况下，机械创新设计大赛为机械工程专业的大学生提供了难得的理论锻炼时机。通过参赛可以激发学生的学习热情积极钻研学科理论。使其可以理论联络实际，并通过理论发现问题，自主地汲取知识营养解决问题，有利于学生个人综合素质的逐步进步。从以往指导学生的经历来看，积极参加大赛并获得良好成绩的学生，无论其进入企业工作还是继续深造，他们能很快适应新的岗位，其工作业绩均被指导和老师认可。因此为了使更多学生受益，综合才能得到提升，扩展机械创新设计大赛学生的参与面非常必要，应使更多的学生尽量完好的经历整个大赛过程，最起码完成校级预选赛。

参考文献

【1】赵春鱼,吴英策,魏志渊,等.高校学科竞赛:现状、问题与治理优化[J].中国高教研究,2022,2:69-73.

【2】杨叔子,彭文生,吴波,等.四论机械创新设计大赛很重要[J].高等工程教育研究,2022,1:8-13.

【3】李忠刚，王兴芬，彭书华,等.基于应用型人才培养的学科竞赛管理机制改革初探[J].实验技术与管理,2022(30),12:34-36.

【4】云忠,王艾伦,汤晓燕.基于创新大赛的机械工程拓展型人才培养形式/